Studio di caso: l'innovazione di ZMSH con il nuovo 4H/6H-P 3C-N SiC Substrato

Scopo del progetto

ZMSH è da tempo leader nella tecnologia dei wafer e dei substrati a carburo di silicio (SiC), fornendo substrati cristallini 6H-SiC e 4H-SiC per la produzione di wafer ad alta frequenza, alta potenza, alta temperatura,e dispositivi elettronici resistenti alle radiazioniPoiché la domanda di dispositivi elettronici ad elevate prestazioni continua a crescere, la ZMSH ha investito in ricerca e sviluppo.che porta al lancio di una nuova generazione di substrati cristallini 4H/6H-P 3C-N SiCQuesto prodotto integra tradizionali substrati SiC politipo 4H/6H con nuovi film SiC 3C-N,offrendo miglioramenti significativi delle prestazioni dei dispositivi elettronici ad alta potenza e ad alta frequenza di prossima generazione.

Analisi dei prodotti esistenti: substrati cristallini 6H-SiC e 4H-SiC

Caratteristiche del prodotto

• Struttura cristallina: sia il 6H-SiC che il 4H-SiC hanno strutture cristalline esagonali.mentre il tipo 4H offre una maggiore mobilità elettronica e un intervallo di banda più ampio (3.2 eV), che lo rende ideale per dispositivi ad alta frequenza e ad alta potenza.
• Tipo di conduttività: supporta il tipo N o semi-isolamento, soddisfa i vari requisiti di progettazione del dispositivo.
• Conduttività termica: i substrati SiC offrono una conduttività termica compresa tra 3,2 ̊4,9 W/cm·K, garantendo un'efficace dissipazione del calore, che è fondamentale per l'elettronica ad alta temperatura.
• Proprietà meccaniche: Con elevata durezza (durezza di Mohs di 9,2), i substrati di SiC offrono stabilità meccanica, rendendoli adatti a applicazioni resistenti all'usura e meccanicamente impegnative.
• Applicazioni: Questi substrati sono utilizzati principalmente in dispositivi elettronici di potenza, dispositivi ad alta frequenza e alcune applicazioni ad alta temperatura e resistenti alle radiazioni.

Limitazioni tecniche
Sebbene il 6H-SiC e il 4H-SiC abbiano ottenuto buoni risultati sul mercato, le loro prestazioni sono ancora insufficienti in alcune applicazioni ad alta frequenza, alta potenza e alta temperatura.Sfide quali l'elevato tasso di difetti, la mobilità elettronica limitata e i vincoli di banda significa che le prestazioni di questi materiali non hanno ancora soddisfatto pienamente le esigenze dei dispositivi elettronici di prossima generazione.il mercato richiede prestazioni più elevate, materiali con minori difetti per migliorare l'efficienza e la stabilità del dispositivo.

Innovazione nel nuovo prodotto: 4H/6H-P 3C-N SiC Crystal Substrates

Per affrontare i limiti dei materiali tradizionali 6H e 4H-SiC, ZMSH ha introdotto l'innovativo4H/6H-P 3C-N SiCIl nuovo prodotto migliora notevolmente le prestazioni del materiale col coltivando film di SiC 3C-N su substrati di SiC 4H/6H.

I progressi tecnologici

• Tecnologia di integrazione di politipi: Utilizzando la tecnologia di deposizione chimica a vapore (CVD), le pellicole 3C-SiC sono coltivate con precisione epitaxialmente su substrati 4H/6H-SiC, riducendo la disadattamento del reticolo e la densità dei difetti,migliorando così l'integrità strutturale del materiale.
• Migliorata mobilità elettronica: Rispetto al tradizionale 4H/6H-SiC, il cristallo 3C-SiC offre una maggiore mobilità elettronica, rendendo il nuovo materiale più adatto alle applicazioni ad alta frequenza.
• Voltaggio di rottura superiore: Le prove di prestazioni elettriche mostrano un miglioramento significativo della tensione di rottura, rendendo il prodotto più adatto alle applicazioni ad alta potenza.
• Basso tasso di difetti: Le condizioni di crescita ottimizzate hanno ridotto significativamente i difetti e le lussazioni dei cristalli, consentendo al materiale di mantenere la stabilità a lungo termine in ambienti ad alta pressione e temperatura.
• Integrazione ottoelettronica: il 3C-SiC ha proprietà optoelettroniche uniche, particolarmente adatte ai rilevatori ultravioletti e ad altre applicazioni optoelettroniche, ampliando la gamma di applicazioni del prodotto.

Principali vantaggi del nuovo prodotto

• Maggiore mobilità elettronica e tensione di rottura: rispetto a 6H e 4H-SiC, la pellicola 3C-N SiC consente ai dispositivi elettronici di funzionare in modo più stabile in condizioni di alta frequenza e di alta potenza,con una migliore efficienza di trasmissione e una durata di vita più lunga del dispositivo.
• Maggiore conduttività termica e stabilità: Il nuovo materiale SiC presenta una migliore conducibilità termica e stabilità ad alte temperature, rendendolo ideale per applicazioni superiori a 1000°C.
• Proprietà optoelettroniche integrate: le caratteristiche optoelettroniche del 3C-SiC migliorano ulteriormente la competitività dei substrati di SiC sul mercato dei dispositivi optoelettronici,specialmente nelle applicazioni di rilevamento ultravioletto e di sensori ottici.
• Stabilità chimica e resistenza alla corrosione: Il nuovo materiale SiC ha una maggiore stabilità in ambienti di corrosione chimica e ossidazione, rendendolo adatto per ambienti industriali più esigenti.

Scenari di applicazione

Il nuovo4H/6H-P 3C-N SiCIl substrato cristallino, con le sue proprietà elettroniche e optoelettroniche superiori, è ideale per le seguenti aree chiave:

1. Elettronica di potenza: La sua elevata tensione di rottura e la sua eccellente conduttività termica la rendono una scelta ideale per dispositivi ad alta potenza come MOSFET, IGBT e diodi Schottky.
2. Dispositivi ad alta frequenza RF e a microonde: L'elevata mobilità elettronica lo rende eccezionalmente efficiente nei dispositivi RF e microonde ad alta frequenza.
3. Detettori ultravioletti e optoelettronica: Le proprietà optoelettroniche del 3C-SiC rendono il nuovo prodotto particolarmente adatto per lo sviluppo di rivelatori ultravioletti e sensori optoelettronici.

Conclusione del caso e raccomandazione di un nuovo prodotto

La ZMSH ha lanciato con successo la nuova generazione di4H/6H-P 3C-N SiCi substrati cristallini attraverso l'innovazione tecnologica, migliorando significativamente la competitività dei materiali SiC nei mercati delle applicazioni ad alta potenza, ad alta frequenza e optoelettroniche.Con la crescita epitassialmente di pellicole 3C-N SiC, il nuovo prodotto riduce i tassi di inadeguatezza e difetti del reticolo, migliora la mobilità degli elettroni e la tensione di rottura e garantisce un funzionamento stabile a lungo termine in ambienti difficili.Questo prodotto non è solo adatto per l'elettronica di potenza tradizionale, ma amplia anche gli scenari di applicazione nell'optoelettronica e nel rilevamento ultravioletto.

La ZMSH raccomanda ai propri clienti di adottare il nuovo4H/6H-P 3C-N SiCIn questo modo, la tecnologia di base è stata sviluppata per soddisfare i requisiti di prestazione dei futuri dispositivi ad alta potenza, ad alta frequenza e optoelettronici.i clienti possono migliorare le prestazioni dei prodotti e distinguersi in un mercato sempre più competitivo.

Raccomandazione del prodotto

4H/6H P-Type Sic Wafer 4 pollici 6 pollici Z Grade P Grade D Grade Off Axis 2.0°-4.0° Verso P-type Doping

I wafer a carburo di silicio (SiC) di tipo 4H e 6H P sono materiali critici nei dispositivi semiconduttori avanzati, in particolare per applicazioni ad alta potenza e ad alta frequenza.elevata conduttività termica, e l'eccellente resistenza del campo di degradazione lo rendono ideale per operazioni in ambienti difficili in cui i dispositivi tradizionali a base di silicio possono fallire.ottenuto attraverso elementi come l'alluminio o il boro, introduce portatori di carica positiva (fori), che consentono la fabbricazione di dispositivi di potenza come diodi, transistor e tiristor.